Beim Spritzgießen handelt es sich um eine Fertigungstechnik zur Herstellung von Bauteilen durch Einspritzen von geschmolzenem Material in eine Form. Dieses Verfahren kann auf eine Vielzahl von Materialien angewendet werden, darunter Metalle (als Druckguss bezeichnet), Glas, Elastomere, Süßwaren und am häufigsten thermoplastische und duroplastische Polymere. Das für das Teil vorgesehene Material wird in einen beheizten Zylinder gefüllt, dort mit einer Spiralschnecke vermischt und anschließend in einen Formhohlraum eingespritzt. Sobald sich das Material im Hohlraum befindet, kühlt es ab und verfestigt sich, wobei es die Form und Form der Form annimmt.
Wie viel Kostet das Spritzgießen?
Spritzgießen zeichnet sich als herausragende Methode zur Herstellung von Kunststoffkomponenten aus und wird häufig zur Herstellung großer Mengen identischer Teile mit präzisen Toleranzen eingesetzt. Diese kostengünstige und hochkonsistente Technologie zeichnet sich durch die Herstellung hochwertiger Komponenten für die Massenproduktion aus.
Der Prozess beinhaltet die schnelle und intensive Anwendung von Hitze und Druck geschmolzenes Material einspritzen in eine Form. Die Wahl des Materials hängt von den spezifischen Anforderungen des Fertigungsprojekts ab, beispielsweise bei Thermoplasten ABS, PS, PE, wobei PC, PP oder TPU die beliebteste Wahl sind. Darüber hinaus können auch Metalle und Keramiken spritzgegossen werden. Die Form umfasst einen Hohlraum, der das eingespritzte geschmolzene Material aufnimmt und sorgfältig entworfen wurde, um die endgültigen Merkmale des gewünschten Teils nachzubilden.
Der primäre Kostenfaktor beim Spritzgießen sind in der Regel die Werkzeugkosten, d. h. die Kosten für die Herstellung der Form. Diese Kosten hängen von Faktoren wie Produktionsvolumen, Teilekomplexität, Formmaterial und dem gewählten Formherstellungsprozess ab.
Einfachere Formen, die im 3D-Druck in geringen Stückzahlen hergestellt werden, können beispielsweise nur 100 US-Dollar kosten. Umgekehrt kann die Entwicklung und Herstellung komplexer Formen für die Massenproduktion Kosten von rund 100,000 US-Dollar verursachen. Trotz der erheblichen festen Anlaufkosten weist das Spritzgießen aufgrund der Erschwinglichkeit thermoplastischer Materialien, kurzer Zykluszeiten und einer schrittweisen Reduzierung des Arbeitsaufwands durch Automatisierung und Skaleneffekte niedrige variable Kosten auf. Folglich bleiben die variablen Produktionskosten niedrig, was zu einer höheren Effizienz führt, während die Kosten pro Teil mit steigenden Volumina sinken und die Kosten auf zahlreiche Teile verteilt werden.
Faktoren, die die Spritzgusskosten beeinflussen
Die Anschaffungskosten einer Spritzgussform sind keine statische Zahl, die für alle Szenarien gilt. Die Spanne kann beträchtlich sein, von ein paar Hundert Dollar bis hin zu Hunderttausenden Dollar.
Die Preisspanne ist recht breit und die konkrete Menge variiert in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren im Zusammenhang mit dem Spritzgussprozess. Zu diesen Einflusskomponenten, die die Spritzgusskosten senken, gehören:
Ausrüstung
Die für Spritzgießanlagen erforderlichen Vorabinvestitionen können je nach Art und Anwendung der Maschinen erheblich variieren.
Es gibt kleine Spritzgießmaschinen, die für den innerbetrieblichen Einsatz in Unternehmen konzipiert sind. Andererseits werden große Spritzgießmaschinen typischerweise von Dienstleistern und Herstellern in Branchen mit hohem Produktionsvolumen eingesetzt.
Spritzgussgeräte in Industriequalität, die für den professionellen Einsatz bestimmt sind, können zwischen 50,000 und 200,000 US-Dollar kosten. Es können auch zusätzliche Kosten, wie zum Beispiel Versandkosten, anfallen. Diese Maschinen erfordern erfahrene Bediener und sind nicht für Bastler oder Amateure geeignet.
Zweifellos stellt dies für jedes Unternehmen einen erheblichen finanziellen Aufwand dar. Aus diesem Grund entscheiden sich viele Hersteller dafür, ihre Spritzgussanforderungen an Experten wie 3ERP auszulagern, die über hochmoderne Spritzgussmaschinen verfügen. Outsourcing bietet eine kostengünstige Lösung, die es Kunden ermöglicht, die wirtschaftlichste Option für ihre benötigten Teile zu finden und variable Produktionskosten zu minimieren.
Kosten für Formen (Werkzeuge).
Die Werkzeugkosten sind ein wesentlicher Faktor beim Spritzgießen, da sie Kosten für die Herstellung der Form und der Formbasis für jedes einzelne produzierte Teil mit sich bringen. Während es sich bei der Formausrüstung um eine einmalige Investition handelt, spielen die Werkzeugkosten eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Gesamtkosten.
Die Werkzeugkosten können je nach gewähltem Verfahren zur Herstellung der Formen variieren. Typischerweise werden zwei Prozesse eingesetzt:
CNC-VERARBEITUNG
Die CNC-Bearbeitung wird üblicherweise zur Herstellung von Metallformen verwendet, beispielsweise Formen aus Edelstahl oder Aluminium. Bei der Bearbeitung einer Aluminiumform werden beispielsweise Schneidwerkzeuge verwendet, um Material von einem Aluminiumblock zu entfernen. Dieses Verfahren gewährleistet eine außergewöhnliche Präzision bei der Herstellung von Aluminiumformen.
Allerdings hat die CNC-Bearbeitung einen kleinen Nachteil hinsichtlich der Maschinenzykluszeit für die Formenherstellung. Diese Maschinen erfordern Rüstzeit für die Werkzeugbestückung und den Werkzeugwechsel für unterschiedliche Schnittformen.
Funkenerosion (EDM)
Die elektrische Entladungsbearbeitung, auch EDM genannt, ist eine Technologie zur Herstellung von Formen mit komplizierten Formen. Dabei werden elektrische Entladungen verwendet, um das Metallwerkstück zu schmelzen und entsprechend dem gewünschten Formdesign zu formen.
Ähnlich wie die CNC-Bearbeitung bietet EDM eine hohe Genauigkeit. Im Gegensatz zur CNC-Bearbeitung eignet sich EDM jedoch nur für die Herstellung von Metallformen und kann nicht für andere Materialien verwendet werden.
Eingespritztes Material
Das Spritzgießen bietet Flexibilität hinsichtlich der Materialien, die als Spritzmaterial verwendet werden können. In Kunststoffspritzgussverfahren werden üblicherweise verschiedene Kunststoffe verwendet, darunter ABS, PU, PE, PP und PC.
Die Kosten für das Kunststoffspritzgießen liegen typischerweise zwischen 1 und 5 US-Dollar pro Kilogramm. Die endgültigen Kosten des eingespritzten Materials hängen von der erforderlichen Menge ab, die durch die Konstruktionsspezifikationen bestimmt wird.
Für den Spritzguss geeignete Materialien sind neben Kunststoffen auch verschiedene Metalle und flüssiges Silikon. Diese alternativen Materialien bieten zusätzliche Optionen und Vielseitigkeit im Herstellungsprozess.
Design
Das Entwerfen hochkomplexer Designs mit mehreren Kavitäten und einem hohen Polieraufwand für die Form kann zu zusätzlichen Kosten führen. Diese Designs erfordern umfangreiche Forschung, Entwicklung und technisches Fachwissen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, haben Sie die Möglichkeit, einen professionellen Designer zu engagieren oder den Designprozess an ein spezialisiertes Unternehmen auszulagern. Allerdings sind beide Optionen mit entsprechenden Kosten verbunden.
Wie berechnet man den Spritzgusspreis?
Die Grundkomposition
Die Form spielt bei der Herstellung verschiedener Industrieprodukte eine entscheidende Rolle und ist daher eine wesentliche Voraussetzung für die Entwicklung und Produktion verschiedenster Industriegüter. Formen gelangen jedoch in der Regel nicht direkt auf den Markt; Stattdessen werden sie auf der Grundlage von Einzelverträgen maßgeschneidert, die im Rahmen von Geschäftsverhandlungen zwischen Angebots- und Nachfrageseite vereinbart werden. Darüber hinaus handelt es sich bei Spritzgussformen um technologieintensive Produkte, die in Kleinserien hergestellt werden und daher höhere Anforderungen an die Produktionsorganisation, die Ausrüstung und den Personaleinsatz stellen. Eine zentrale Herausforderung beim Abschluss einer Formenverarbeitungsvereinbarung besteht darin, den Preis für die Spritzgussform zeitnah und angemessen festzulegen.
Insbesondere ist es wichtig, den technologischen Wert und die zusätzlichen Kosten einer beschleunigten Produktion (sogenannte Crash-Kosten) bei der Festlegung des Preises eines Formprodukts zu berücksichtigen. Daher ist der Preis einer Form = Materialkosten + Herstellungskosten + Gemeinkosten + Gewinn + Steuer + technischer Wert; Kosten für beschleunigte Produktion = Formkosten + Gewinn + Steuern + technischer Wert und Absturzkosten. Darunter sind Formkosten = Materialkosten + Herstellungskosten + Gemeinkosten. Bei den Herstellungskosten handelt es sich um Ausgaben im Zusammenhang mit mechanischer Arbeit, während die Gemeinkosten verschiedene Kosten und Ausgaben umfassen, die Nicht-Werkzeugmaschinenbedienern während der Formenherstellung entstehen.
Berechnung nach Erfahrung
Der Preis einer Form besteht aus mehreren Komponenten: Materialgebühr, Designgebühr, Bearbeitungsgebühr und Gewinn, Mehrwertsteuer (MwSt.), Formtestgebühr sowie Verpackungs- und Transportgebühr. Typischerweise macht jede Komponente einen bestimmten Anteil der gesamten Formkosten aus, wie folgt:
Materialgebühr
Die Kosten für Materialien und Standardteile machen etwa 15–30 % der gesamten Formkosten aus.
Bearbeitungsgebühr & Gewinn
Diese Komponente macht in der Regel 30–50 % der Gesamtkosten aus, einschließlich der Kosten für die Bearbeitung der Form und der gewünschten Gewinnspanne.
Designgebühr
Etwa 10–15 % der gesamten Formkosten werden zur Deckung der mit dem Designprozess verbundenen Kosten verwendet.
Gebühr für Formversuche
Bei großen und mittleren Formen liegen die Versuchskosten in der Regel bei 3 % der Gesamtkosten der Form, während sie bei kleinen Präzisionsformen bei 5 % liegen.
Verpackungs- und Transportgebühr
Die Kosten für Verpackung und Transport können auf der Grundlage der tatsächlichen Menge berechnet oder auf einen Pauschalsatz von 3 % der Gesamtkosten der Form festgelegt werden.
Materialkoeffizient
Der Materialpreis für eine Form lässt sich unter Berücksichtigung der Größe der Form und des aktuellen Preises der verwendeten Materialien ermitteln. Der Formpreis errechnet sich als Vielfaches des Materialhonorars, wobei je nach Formtyp unterschiedliche Vielfache möglich sind:
Für Kunststoffformen: Der Formpreis beträgt typischerweise das 6-fache der Materialgebühr.
Bei Druckgussformen gilt: Der Formpreis beträgt grundsätzlich das 10-fache der Materialgebühr.
Schätzung des Formenpreises
Der erste Schritt besteht darin, die Anforderungen des Kunden bei der Auswahl der Materialien und des Wärmebehandlungsverfahrens für die Form zu berücksichtigen.
Sobald das Material ausgewählt ist, sollte ein vorläufiger Formplan entwickelt werden, der das Gewicht der Form (einschließlich Kern- und Schalungsmaterial) und die Kosten der Wärmebehandlung berücksichtigt. Zusätzlich sollte das Gewicht des Formunterteils in diese Berechnung einbezogen werden.
Als nächstes sollten die Bearbeitungskosten berücksichtigt werden. Die Bearbeitungsgebühr für den Formkern beträgt je nach Komplexität in der Regel das 1.5- bis 3-fache des Preises des Kernmaterials. Die Bearbeitungsgebühr für die Formbasis entspricht in der Regel den Kosten des Basismaterials.
Kosten für mögliche Risiken sollten einkalkuliert werden, in der Regel in Höhe von 10 % des bisher kalkulierten Gesamtpreises.
Schließlich sollte eine Designgebühr von 10 % der gesamten Formkosten enthalten sein.
Preisschätzung und Angebot für Spritzgussformen
Bei der Form handelt es sich um ein technologisch fortschrittliches Produkt, das für bestimmte Zwecke entwickelt wurde. Das bedeutet, dass wir nicht den Schwerpunkt darauf legen sollten, Kunden mit niedrigen Preisen zu bedienen oder mit Verlust zu verkaufen. Stattdessen sollte unser Fokus darauf liegen, eine hohe Qualität zu gewährleisten und einen wettbewerbsfähigen Preis anzubieten. Wir legen Wert auf Qualität, Präzision und Lebensdauer der Form, ohne deren Kosten zu sehr zu betonen. Die Entscheidung für preisgünstige Formen kann es schwierig machen, deren Qualität, Präzision und Lebensdauer zu gewährleisten.
In Fällen, in denen Formenbau und Produktentwicklung/Produktion in derselben Buchhaltungseinheit liegen oder finanziell miteinander verbunden sind, sollte der Formenpreis als Selbstkostenpreis der Form angegeben werden. Bei der Schätzung des Formpreises sollten nur die Grundkosten der Form berücksichtigt werden, wobei andere Kosten und Gewinne vorerst ausgeschlossen sind. Später, wenn die Form in Produktion geht, kann der Mehrwert der Formgebühr als Ausgleich aus den erzielten Gewinnen abgeleitet werden. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass dieses Erstangebot nicht als tatsächlicher Preis der Form betrachtet werden kann, sondern vielmehr als die Kosten der Form in der frühen Entwicklungsphase.
Zukünftig, nachdem das Produkt erfolgreich entwickelt wurde und Gewinne erwirtschaftet wurden, sollte der Mehrwert der Formgebühr abgezogen und an den Formenbauer zurückgegeben werden. Die Kombination dieser beiden Faktoren ergibt den Endpreis der Form. Zu diesem Zeitpunkt kann der Preis der Form höher sein als der ursprünglich erworbene, und der Return on Investment (ROI) könnte deutlich höher sein, möglicherweise zehn- oder sogar hundertmal höher als die ursprünglichen Kosten der Form. Abhängig von den Umständen kann es jedoch auch sein, dass der ROI bei Null liegt.